适合初学者的 15 个有趣的 MATLAB 项目创意和主题 [2022]

学习 MATLAB 可能很乏味。 它能够执行许多任务并解决不同领域的高度复杂问题。 如果您一直在学习 MATLAB，那么您肯定想测试一下您的技能。 最好的方法是通过 MATLAB 项目创意来实现。 这就是为什么在本文中，我们为您带来了相同的详细列表。

我们有多种技能水平的 MATLAB 项目。 无论您是初学者还是专家，您都会在这里找到一个脑洞大开的项目。

什么是 MATLAB？

MATLAB 是面向科学家和工程师的编程平台。 它使用 MATLAB 语言，将矩阵和数组数学与设计过程和迭代分析相结合。 通过使用 MATLAB，您可以创建算法、分析数据、构建模型并应用它们。 MATLAB 的应用程序、内置函数和语言允许您使用不同的方法来解决特定问题。 MATLAB 在许多领域都有应用，包括控制系统、通信、机器学习、计算生物学和深度学习。

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MATLAB 项目思路

以下是一些最令人兴奋的 MATLAB 项目，以便您测试自己的技能。 让我们开始吧：

1.建立一个停车场指示器

停车可能很棘手。 它需要精确度和大量练习。 但是，您可以使用 MATLAB 通过构建停车指示器来使驾驶员更轻松。 您可以从各种停车指示系统中获得灵感。

当汽车离物体太近时，自动泊车指示器会提醒驾驶员。 这样，驾驶员可以避开这些物体并相应地转动车辆。 您可以为私人停车位或开放空间构建停车指示器。 这样的系统可以有很多好处：

• 司机将节省时间并更有效地停放他/她的汽车。
• 停车位也将得到更有效的利用。
• 车辆受损的机会将大大减少。

您的系统可以将驾驶员引导至附近合适的停车位。 您可以更进一步，添加仅在可用时建议停车位的功能。 也许您的系统可以确定停车场是否有空位，并相应地向车辆驾驶员指示停车位。 传感器可以协调并帮助将驾驶员引导至附近开放的停车位。 这是有关此停车指示器项目的更多信息。

2. 使用人工神经网络进行图像加密

近年来，隐私问题变得非常普遍。 如果您对网络安全和密码学感兴趣，这是此列表中最适合您的 MATLAB 项目之一。 您可以借助人工神经网络（简称 ANN）来执行图像加密。

图像加密可以防止未经授权的各方查看和访问图像。 这样，您的数据可以保持安全。 简单来说，图像加密隐藏了它的信息。 在图像加密中，您将原始明文转换为密文（这看起来像是一堆废话）。 您可以通过网络保存和传输此密文，并且在接收者端，密文将转换为原始明文。

神经网络是行为类似于人类大脑功能的机器。 您可以通过一个 ANN 对发送端的图像进行加密，并使用另一个 ANN 在接收端对图像进行解密。 您可以使用 MATLAB 构建使用人工神经网络的完整图像加密系统。 完成此项目后，您也会熟悉密码学。

3. 设计和应用电子差动系统

电子差速系统允许车辆在转弯或在弯曲路径上行驶时更好地平衡它们。 汽车制造商使用该系统代替机械差速器。 该系统为每个驱动轮提供所需的扭矩并实现多个轮速。

在弯曲的路径中，车辆的内轮和外轮将具有不同的转速，因为内轮需要较小的半径。 电子差速系统使用电机速度信号和方向盘指令信号来确定每个车轮所需的功率，从而获得必要的扭矩。

这是一项先进的技术，提供了许多优势，而它的机械对手却无法提供这些优势。 例如，就重量而言，电子差速器比机械差速器轻。 牵引力最小的车轮不会像机械差速器那样限制扭矩。 这些系统响应速度更快，并提供许多其他系统无法提供的功能，例如牵引力控制。

您可以使用 MATLAB 设计和实现电子差分系统。 您还需要创建嵌入式系统设计以获得更好的应用程序。

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4. 使用图像处理构建基于 MATLAB 的检测系统

在此项目中，您将构建一个基于 MATLAB 的检测系统。 由于其多功能性，机器视觉正在成为制造业中一种可访问的技术。 机器视觉可以使用的最重要领域之一是产品开发的检查阶段。 质量检验是必要的，以确保产品没有任何缺陷。

您可以使用 MATLAB 创建自动检测系统，并且必须使用图像处理。 借助机器视觉图像处理，您可以一次执行多项任务：

• 计算暗像素和亮像素的数量
• 发现图像中连接像素的斑点
• 分割图像的一部分或更改表示
• 通过匹配模板识别图像中的模式
• 读取条码和二维码。

您可以使用机器视觉执行许多其他任务。 您的自动检测系统必须确定是接受最终产品还是拒绝它。 它将使制造过程更加高效和有效。

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5. 使用混沌地图执行图像加密和验证

该项目与我们之前讨论的项目略有不同。 在这个项目中，您将使用混沌地图来加密块和蒸汽级别的图像。 存在 n 个生成加密密钥的混沌映射，因此将涉及 n 个方程。 每个方程可以有 n 个常数。

所有这些常数都有特定的值（随机数）。 您可以使用神经网络为图像加密生成一系列特定的数字。 对于图像身份验证，您必须创建一个简单的算法来确保发送者和接收者是正确的人。

混沌地图通过将图像替换为封面图像并对前者进行n次加密，从而使加密安全。 这种安全加密将确保您的最终产品免受暴力攻击和差异攻击。

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6. 使用 MATLAB 测量图像中物体的直径

计算机视觉是一个突出的研究领域。 由于其独特的实用性，它在许多领域都有应用。 您可以使用 MATLAB 测量图像中物体的直径。

此应用程序可以在许多您无法实际找到物体直径的领域中找到用途。 例如，假设您需要测量建筑物的大小。 在这种情况下，几乎不可能进行物理测量，因此您需要使用计算机视觉。

您的 MATLAB 脚本应首先导入图像，将所需对象与背景分离，最后使用 MATLAB 函数查找对象的直径。 虽然这个项目可能看起来很简单，但它将帮助您展示您的图像处理技能，同时也突出您对多个 MATLAB 函数的了解。

7. 使用 MATLAB 自动生成证书

这个项目也是初学者级别的 MATLAB 项目想法之一。 在此项目中，您将使用 MATLAB 创建一个自动证书生成器。 许多机构根据公司的业绩和成就对其进行认证。 教育机构还为学生生成成绩单和证书。 您可以创建一个自动证书生成器，这将使此过程高效且简单。

这个项目的想法可能看起来太简单了，但您可以通过添加为大型数据集生成详细报告的功能使其变得复杂。

8. 使用 MATLAB 和 Arduino 创建灯光动画

这是我们列表中的初级 MATLAB 项目之一。 在本项目中，您将使用 MATLAB 和 Arduino 创建图形用户界面来控制多个灯的照明模式。 通过控制它们的照明模式，您可以创建各种灯光动画。 使用 GUI 将允许您在运行动画时执行许多其他任务。

我们建议在这个项目中使用 Arduino Uno。 它是这个项目的硬件，软件是 Arduino IDE。 您可以将 Arduino Uno 板与所需的灯连接起来。 将 Arduino Uno 与 MATLAB 连接后，您将能够使用它创建简单的灯光动画。

这是一个简单的项目，但它肯定会帮助您探索现实生活中的 MATLAB 应用程序并帮助您实现其多功能性。 制作简单的灯光动画后，您可以更进一步，添加更多灯光以创建更复杂的动画。

9. 在 MS Excel 中记录传感器数据

该项目要求您使用 Arduino Uno 和 MATLAB 在 MS Excel 中记录传感器数据。 您可以将 LM35（温度传感器）添加到您的 Arduino 接口，该接口将通过 ArduinoIO 连接到 MATLAB。

将 Arduino 与 MATLAB 连接后，您需要创建一个程序，将传感器的数据传输到 Excel 表中。 您需要在 PC 上安装 MS Excel 才能完成此项目。 完成此项目后，您将拥有一个图形用户界面，可让您查看传感器数据的日志。

更进一步，您可以添加更多传感器并将其数据记录到同一个 Excel 文件（或多个不同的文件）中。 该项目将为您提供在 MATLAB 中使用 GUI 的丰富经验。

10. 模拟人工神经网络

人工神经网络是模仿人脑功能的机器。 它们的目的是模仿大脑的行为并采取相应的行动。 在这个项目中，您可以通过创建模型并训练它们来模拟 ANN。

在从事此项目之前，您应该熟悉人工智能和机器学习的基本概念。 您首先需要创建一个接受特定输入并生成特定输出的数据模型。 首先，您需要通过提供输入和输出列表来训练模型。 准备好模型后，您将为模型提供一个没有输出的数据列表。

完成本项目后，您将熟悉人工智能、机器学习和相关技术。

11. 分析和设计天线

尽管一切都变得无线化，但它们的连接很大程度上依赖于天线。 天线的设计可能对其连接、功耗和数据保留能力产生重大影响。 该设计应使天线紧凑，同时允许它具有相当大的波束宽度来执行信息传输而没有任何损失。

对于任何对电子和通信感兴趣的人来说，这都是一个很好的项目。 但是，在进行此项目之前，您应该熟悉天线的工作原理。 例如，您应该了解理想的天线方向图以及真实天线的工作原理。

您还应该熟悉八木宇田天线，这是您在屋顶上看到的最常见的电视天线。 您可以通过查看它的长度来估计（大约）这种天线的工作频率。 您可以构建一个 MATLAB 程序，该程序可以高精度地执行此类估计并为您提供所需的结果。

12. 建立一个电路设计计算器

要构建电路，您必须使用电路理论及其公式计算元件值。 电路理论是电气工程中最古老和最重要的分支之一。 而且它的计算需要花费大量的时间和精力。 您可以创建一个 MATLAB 程序来执行这些计算并帮助工程师设计更好的电路。 这样的系统不仅可以为用户节省大量时间，而且还可以通过最大限度地减少人为错误来提高电路分析的准确性。

您的程序可以分析和找出包含电感器、晶体管、二极管、电容器和其他关键组件的电路设计。 该程序可以设计高度复杂的电路并相应地解决问题。

13.无损压缩图像

现代相机已经能够拍摄高度详细的图像。 但是图像细节水平的提高也会导致其尺寸的增加。 这就是图像压缩技术变得流行的原因。 您也可以使用 MATLAB 执行图像压缩。

在这个项目中，您的目标是在不影响其质量的情况下压缩图像。 换句话说，您必须执行无损图像压缩。 为此，您可以使用离散余弦变换算法。 要了解压缩图像时发生了多少损失，您可以推导出过程的均方误差（也称为 MSE）。 要在 MATLAB 中实现这些算法，您必须使用所需的函数。

14. 使用 MATLAB 执行实时人脸检测

人脸检测可以在许多领域找到应用。 您可以将人脸检测功能用于图像增强、安全以及监控。 虽然我们人类检测面部是很自然的，但我们不能对计算机说同样的话。 照明的简单变化可能会导致各种内部变化，这就是为什么它对机器来说是一个复杂的问题。

您可以构建基于 MATLAB 的人脸检测系统，并且可以使用Viola-Jones 算法。 还有很多其他的面部识别算法，但我们为这个项目选择了 viola-jones 算法。

它首先创建一个检测器对象，然后获取主图像，找到必要的特征并对其进行注释。 该项目将为您提供使用面部识别技术的经验，该技术已在许多领域获得普及。

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15. 为车辆构建激光制导

在这个项目中，您将开发一个程序，该程序可以使用激光通知车辆即将到来的路况。 这项技术对于恶劣的地形（如雪路、土路等）非常有帮助。 您需要在 MATLAB 中开发一种算法，将扫描序列转换为可读数据，以便用户可以看到前方的地形类型。 这样，驾驶员可以相应地做好准备并安全驾驶。 自动驾驶汽车也可以使用这项技术。

本项目将帮助您熟悉 MATLAB 在汽车工程中的应用。 它还将帮助您了解自动驾驶汽车的工作原理。 您可以在此处了解有关此项目的更多信息。

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了解有关 MATLAB 的更多信息

我们希望您喜欢我们的 MATLAB 项目创意列表。 我们尽可能地保持它的可访问性。 您可以将其添加为书签以供将来参考。 该列表还将显示该技术的通用性和强大性。 从电子产品到人工智能，您可以在各个行业中将其用于多种应用。

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